 |
Инструкция по выполнению практической работы
|
|
|
|
1 Расчет диаметра монтажных отверстий
Номинальный диаметр монтажных отверстий устанавливают исходя из соотношения
 ,
| (14.1) |
где 
– максимальное значение диаметра вывода ЭРЭ, устанавливаемого на плату;
– разность между минимальным значением отверстия и максимальным диаметром вывода устанавливаемого ЭРЭ (выберем 0,1 мм для ручной установке ЭРЭ);
– нижнее предельное отклонение диаметра отверстия (определяется по таблице 14.2).
Таблица 14.2 – Предельные отклонения диаметров монтажных и переходных отверстий
| Диаметр отверстия, мм | Предельные отклонения диаметра, мм, по классам точности | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| До 1,0 включительно | +0,05 -0,15 | +0,05 -0,15 | 0 -0,10 | 0 -0,10 | 0 -0,075 |
| Свыше 1,0 | +0,1 -0,2 | +0,1 -0,2 | +0,05 -0,15 | +0,05 -0,15 | +0,05 -0,15 |
Расчетное значение 
следует округлить в сторону увеличения до десятых долей миллиметра и свести к предпочтительному ряду отверстий: 0,7; 0,9; 1,1; 1,3; 1,5 мм.
Минимальный диаметр металлизированного монтажного отверстия 
на ПП выбирают из соотношения
 ,
| (14.2) |
где 
– толщина ПП;
– отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине ПП (выбирают из таблицы 14.3).
Таблица 14.3 – Наименьшие номинальные значения основных параметров для классов точности
| Условные обозначения элементов печатного монтажа | Класс точности ПП | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
 , мм
| 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 | 0,10 |
 , мм
| 0,75 | 0,45 | 0,25 | 0,15 | 0,10 |
 , мм
| 0,30 | 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,025 |
| 0,40 | 0,40 | 0,33 | 0,25 | 0,20 |
 , мм
| +0,25 -0,20 | +0,15 -0,10 | ±0,10 | ±0,05 | ±0,03 |
 , мм
| 0,20 | 0,10 | 0,05 | 0,03 | 0,02 |
Примечание: – наименьшая номинальная ширина проводника; 
– наименьшее номинальное расстояние между проводниками; 
– минимально допустимая ширина контактной площадки; 
– отношение диаметра металлизированного отверстия к толщине ПП; 
– предельное отклонение ширины печатного проводника, контактной площадки и др.; – позиционный допуск расположения печатного проводника относительно соседнего элемента проводящего рисунка
|
|
|
2 Выбор расстояния от края ПП до элементов печатного рисунка
Расстояние 
должно быть не менее толщины ПП с учетом допусков на размеры сторон, кроме экранов, шин земли, концевых печатных контактов, знаков маркировки.
3 Расчет ширины печатных проводников
Наименьшее номинальное значение ширины печатного проводника рассчитывают по следующей формуле
 ,
| (14.3) |
где 
– наименьшая номинальная ширина проводника (выбирается из таблицы 14.3)
– минимально допустимая ширина проводника, рассчитываемая в зависимости от допустимой токовой нагрузки;
– нижнее предельное отклонение размеров ширины печатного проводника (выбирается из таблицы 14.3).
Минимально допустимую ширину проводника с учетом допустимого падения напряжения на нем рассчитывают по формуле
 ,
| (14.4) |
где 
– максимальный постоянный ток, протекающий в проводниках, А;
– максимально допустимая длина проводника (выбирается исходя из частотных характеристик схемы: для аппаратуры, работающей на низких и средних частотах (до 1 МГц) 
мм; на высокой частоте (1…300 МГц) 
мм);
– удельное объемное сопротивление i-го слоя проводника (выбирается из таблицы 14.4 в зависимости от способа получения меди);
– толщина i-го слоя проводника (выбирается из таблицы 14.5 в зависимости от типа основания ПП);
– допустимое рабочее напряжение. 
, где 
– напряжение питания интегральных микросхем, определяемое из анализа электрической принципиальной схемы.
Таблица 14.4 – Удельное объемное сопротивление различных металлов
| Металл | Удельное объемное сопротивление,  , 
|
| Медная фольга | 1,72 |
| Гальваническая медь | 1,90 |
| Химическая медь | 2,80 |
| Сплав олово-свинец | 1,2 |
|
|
|
Таблица 14.5 – Толщина слоев печатного проводника при различных методах изготовления ПП
| Тип основания | Толщина слоев печатного проводника, мкм | |||
| Медная фольга | Гальваническая медь | Химическая медь | Олово-свинец | |
| Односторонняя | – | – | 35 | 15 |
| Двухсторонняя | 9 | 15 | 5 | – |
4 Расчет диаметра контактных площадок
Наименьшее номинальное значение диаметра контактной площадки определяют по формуле
 ,
| (14.5) |
где 
– диаметр монтажного отверстия;
– верхнее предельное отклонение диаметра отверстия (таблица 14.2);
– минимально допустимая ширина контактной площадки (таблица 14.3);
– верхнее предельное отклонение ширины проводника (таблица 14.3);
– величина подтравливания диэлектрика в отверстии (для односторонних и двусторонних – 0, для многослойных – 0,03 мм);
– позиционный допуск расположения осей отверстий (определяется в зависимости от класса точности и размеров ПП по таблице 14.6);
– позиционный допуск расположения центов контактных площадок (определяется в зависимости от размеров и класса точности ПП по таблице 14.7);
– нижнее предельное отклонение ширины проводника (таблица 14.3).
Расчетное значение диаметра контактной площадки следует округлить в большую сторону до десятых долей миллиметра.
Таблица 14.6 – Позиционные допуски расположения осей монтажных отверстий
| Размер ПП по большей стороне, мм | Значение позиционного допуска расположения отверстий, мм | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| До 180 включительно | 0,20 | 0,15 | 0,08 | 0,05 | 0,05 |
| Свыше 180 до 360 включительно | 0,25 | 0,20 | 0,10 | 0,08 | 0,08 |
| Свыше 360 | 0,30 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,10 |
Таблица 14.7 – Позиционные допуски расположения центров контактных площадок
| Размер ПП по большей стороне, мм | Значение позиционного допуска расположения центров контактных площадок, мм | ||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| До 180 включительно | 0,35 | 0,25 | 0,15 | 0,10 | 0,05 |
| Свыше 180 до 360 включительно | 0,40 | 0,30 | 0,20 | 0,15 | 0,08 |
| Свыше 360 | 0,45 | 0,35 | 0,25 | 0,20 | 0,15 |
6 Расчет расстояния между элементами проводящего рисунка
Наименьшее расстояние между двумя проводниками определяется по формуле
 ,
| (14.6) |
где 
– минимально допустимое расстояние между элементами проводящего рисунка. Выбирается исходя из приложенного напряжения и условий эксплуатации (для нормальных условий эксплуатации и напряжения до 25 В 
= 0,1 мм);
|
|
|
– верхнее предельное отклонение ширины проводника (таблица 14.3);
– позиционный допуск расположения печатных проводников (таблица 14.3).
Наименьшее номинальное расстояние для размещения двух контактных площадок номинального диаметра в узком месте выбирается по таблице 14.8 в зависимости от размеров и классов точности ПП.
Таблица 14.8 – Наименьшее номинальное расстояние для размещения двух контактных площадок номинального диаметра в узком месте
| Диаметр отверстия, мм | Размер ПП по большей стороне | ||||||||||||||
| До 180 мм | Свыше 180 мм до 360 мм | Свыше 360 мм | |||||||||||||
| Класс точности | |||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 0,7 | 2,65 | 1,95 | 1,35 | 1,05 | 0,9 | 2,75 | 2,05 | 1,35 | 1,15 | 1,0 | 2,85 | 2,15 | 1,45 | 1,25 | 1,0 |
| 0,9 | 2,75 | 2,05 | 1,45 | 1,15 | 1,0 | 2,85 | 2,15 | 1,45 | 1,25 | 1,1 | 2,95 | 2,25 | 1,55 | 1,35 | 1,1 |
| 1,1 | 3,25 | 2,55 | 1,95 | 1,65 | 1,5 | 3,35 | 2,65 | 1,95 | 1,75 | 1,5 | 3,45 | 2,65 | 1,95 | 1,75 | 1,5 |
| 1,3 | 3,45 | 2,75 | 2,15 | 1,85 | 1,7 | 3,55 | 2,85 | 2,15 | 1,95 | 1,7 | 3,65 | 2,85 | 2,15 | 1,95 | 1,7 |
| 1,5 | 3,65 | 2,95 | 2,35 | 2,05 | 1,9 | 3,75 | 3,05 | 2,35 | 2,15 | 1,9 | 3,85 | 3,05 | 2,35 | 2,15 | 1,9 |
Наименьшее номинальное расстояние для размещения печатного проводника номинальной ширины между двумя контактными площадками в узком месте в зависимости от размеров и классов точности ПП выбирается из таблицы 14.9.
Таблица 14.9 – Наименьшее номинальное расстояние для размещения печатного проводника номинальной ширины между двумя контактными площадками в узком месте
| Диаметр отверстия, мм | Размер ПП по большей стороне | ||||||||||||||
| До 180 мм | Свыше 180 мм до 360 мм | Свыше 360 мм | |||||||||||||
| Класс точности | |||||||||||||||
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 0,7 | 4,35 | 2,95 | 1,8 | 1,38 | 1,12 | 4,45 | 3,05 | 1,9 | 1,48 | 1,22 | 4,55 | 3,15 | 2,0 | 1,58 | 1,22 |
| 0,9 | 4,45 | 3,05 | 1,9 | 1,48 | 1,22 | 4,55 | 3,15 | 2,0 | 1,58 | 1,32 | 4,65 | 3,25 | 2,1 | 1,68 | 1,32 |
| 1,1 | 4,95 | 3,55 | 2,5 | 1,98 | 1,72 | 5,05 | 3,65 | 2,5 | 2,08 | 1,72 | 5,15 | 3,65 | 2,5 | 2,08 | 1,72 |
| 1,3 | 5,15 | 3,75 | 2,6 | 2,18 | 1,92 | 5,25 | 3,85 | 2,7 | 2,28 | 1,92 | 5,35 | 3,85 | 2,7 | 2,28 | 1,92 |
| 1,5 | 5,35 | 3,95 | 2,9 | 2,38 | 2,12 | 5,45 | 4,05 | 2,9 | 2,48 | 2,12 | 5,55 | 5,05 | 2,9 | 2,48 | 2,12 |
Контрольные вопросы
1 Что такое печатная плата?
2 Какие различают виды печатных плат?
3 Какие расчеты необходимо произвести для печатных плат?
4 Какие условия влияют на расчет диаметров отверстий, ширины печатных проводников и расстояний между ними?
|
|
|
Практическое занятие № 16,17
«Разработка чертежа печатной платы»
Цель работы: изучить методику проектирования печатных плат согласно заданным условиям, выполнение чертежа печатной платы согласно требованиям ЕСКД.
Студент должен
уметь:
разрабатывать чертеж печатной платы;
оформлять чертеж печатной платы согласно требованиям ЕСКД;
знать:
виды печатных плат и их особенности;
классы точности печатных плат;
материалы оснований печатных плат.
|
|
|
